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2014 年度 実績報告書

ミリ波散乱計測を応用した高温プラズマ中の燃料イオンの先進分析手法の提案

研究課題

研究課題/領域番号 25630423
研究機関東京大学

研究代表者

西浦 正樹  東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (60360616)

研究分担者 久保 伸  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (80170025)
田中 謙治  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (50260047)
下妻 隆  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (80270487)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード協同トムソン散乱 / ミリ波 / スペクトル / イオンBernstein波 / プラズマ / 核融合 / イオン温度 / 分布関数
研究実績の概要

核融合プラズマの自己燃焼維持と性能向上のために,DT核融合反応の元となる燃料イオン比計測は必須である.核融合プラズマ中のD,T,α粒子の燃料イオン比計測は,分光計測や中性子計測などが提案されている.高放射線環境のためその計測可能性が懸念されている.そこで我々は耐放射線性を有するミリ波協同トムソン散乱(Collective Thomson Scattering:CTS)計測を応用した燃料イオン比計測を新たに提案する.
この燃料比計測には2パターン(スペクトル解析もしくはイオンBernstein波計測)を考えている.いずれの場合もこれまでCTS計測により得られた散乱スペクトルの周波数分解能を従来の周波数分解能から100倍上げることで,より詳細なイオン密度比や温度計測を行えるようになる.
H25年度は高速デジタイザを導入することで分解能の良い受信システムを開発し,高周波数分解散乱スペクトルの取得に成功した.
H26年度は,プローブビームと受信ビームの差ベクトルとなる波数ベクトルkが,磁場となす角度を大きく変化できるように,送受信アンテナの取り付け位置変更と改良を行った.プラズマ中のイオンBernstein波様の波動を検出することに成功した.励起波動の周波数から,イオン種とイオン比を得られることが予想される.理論上説明できる波動とそうでない波動が観測されており,今後さまざまなパラメータで実験と解析行う必要があると分かった.また,通常のCTSスペクトルも計測できており,合わせて解析を進めている.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] High-power pulsed gyrotron for 300 GHz-band collective Thomson scattering diagnostics in the Large Helical Device2015

    • 著者名/発表者名
      Yuusuke Yamaguchi, Teruo Saito, Yoshinori Tatematsu, Shinji Ikeuchi, Vladimir N. Manuilov, Jun Kasa, Masaki Kotera, Toshitaka Idehara, Shin Kubo, Takashi Shimozuma, Kenji Tanaka and Masaki Nishiura
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 55 ページ: 013002,1-10

    • DOI

      10.1088/0029-5515/55/1/013002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Fast Steering Mirror Control System for Plasma Heating and Diagnostics2014

    • 著者名/発表者名
      K. Okada, M. Nishiura, S. Kubo, T. Shimozuma, Y. Yoshimura, H. Igami, H. Takahashi, K. Tanaka, S. Kobayashi, S. Ito, Y. Mizuno, S. Ogasawara, and the LHD Experiment Group
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 85 ページ: 11E811,1-3

    • DOI

      10.1063/1.4891044

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] LHD協同トムソン散乱計測の最近の進展とJT-60SAへの適用検討2014

    • 著者名/発表者名
      西浦正樹,久保伸,田中謙治,關良輔,小笠原慎也,下妻隆,岡田宏太,小林策治,武藤敬,渡利徹夫,斉藤輝雄,立松芳典,山口祐資,篠原孝司,諫山明彦,森山伸一,伊丹潔,LHD実験グループ
    • 学会等名
      第10回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2014-06-20
  • [備考] 吉田・西浦研究室HP

    • URL

      http://www.ppl.k.u-tokyo.ac.jp/

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公開日: 2016-06-01  

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